Потенціа́льна ене́ргія — частина енергії , що виникає завдяки взаємодії між (тілами), які складають систему, та із зовнішніми, відносно цієї системи, тілами, й зумовлена розташуванням тіл у просторі, тобто це енергія (потенціал) яку утримує тіло (предмет), через його положення відносно інших предметів, а також через (напруження) всередині нього, його електричний заряд, або інші чинники (наприклад у Арістотеля — потенційний розум). Разом із (кінетичною енергією), яка враховує не тільки розміщення тіл у просторі, а й (рух), потенціальна енергія складає (механічну енергію) фізичної системи.
Потенціальна енергія | |
![]() | |
Розмірність | |
---|---|
Формула | [1] |
Позначення у формулі | , і |
Символ величини (LaTeX) | [2], [2], , і |
Підтримується Вікіпроєктом | |
Рекомендована одиниця вимірювання | джоуль[2][3] і d[2] |
![]() |
Потенціальна енергія (матеріальної точки) визначається як (робота) з її переміщення із точки простору, для якої визначається потенціальна енергія, у якусь задану точку, потенціальна енергія якої вважається за нуль. Потенціальна енергія визначається лише для (поля) (консервативних сил).
Потенціальна енергія здебільшого позначається літерами або .
Властивості
Залежність потенціальної енергії матеріальної точки від просторових координат утворює (скалярне поле) .
Сила, яка діє на частку в полі , визначається, як
Повна енергія матеріальної точки, є сукупністю потенціальної та кінетичної енергій. Для фізичної системи, що складається з багатьох тіл, повна енергія є сумою потенціальних та кінетичних енергій її складових, однак за такої умови, що жодна взаємодія не повинна враховуватися двічі:
,
де — кінетична енергія i-того тіла системи,
— потенціальна енергія j-го тіла завдяки взаємодії з i-тим.
Фізичні сили, для яких можна впровадити потенціальну енергію називаються потенціальними силами.
Значення потенціальної енергії загалом, визначене з точністю до певної сталої, водночас різниця значень потенціальної енергії частинки в різних положеннях — однозначна величина. Через це, здебільшого рівень потенціальної енергії в якійсь певній точці чи при якомусь певному положенні, обирається за нульовий, а для інших точок чи положень системи, потенціальна енергія відраховується від цього рівня. Наприклад, у разі взаємодії двох тіл, можна обрати за нульовий рівень потенціальну енергію тоді, коли тіла рознесені на нескінченно далеку віддаль і не взаємодіють між собою. За такого вибору рівня відліку, потенціальна енергія тіл які притягаються, від'ємна, а потенціальна енергія тіл, що відштовхуються, додатна.
Приклади
Потенціальна енергія тіла масою , піднятого над поверхнею Землі на висоту
дається наближеною формулою
,
або точною при
де — радіус Землі,
,
— (прискорення вільного падіння).
Потенціальна енергія (пружної деформації) тонкого стрижня або пружини
,
де — (коефіцієнт жорсткості),
— (абсолютне видовження).
Потенціальна енергія тіла масою в (полі гравітації) іншого тіла масою
при віддалі
між ними дається формулою
,
де G — (гравітаційна стала).
Потенційна енергія (точкового заряду) в (електростатичному полі) точкового заряду
при віддалі
між ними дорівнює в системі СГСЕ
.
Див. також
- Енергія
- (Кінетична енергія)
- (Принцип мінімуму потенціальної енергії)
- (Принцип Ле Шательє — Брауна)
Джерела
- (Федорченко А. М.) Теоретична механіка. — К. : Вища школа, 1975. — 516 с.
- Иродов И. Е. Основные законы механики. — М. : Высшая школа, 1985. — 317 с.
- 4-27.2 // Quantities and units—Part 4: Mechanics — 1 — ISO, 2006. — 24 p.
- 4-28.1 // Quantities and units — Part 4: Mechanics — 2 — ISO, 2019. — 15 с.
- 4-27.a // Quantities and units—Part 4: Mechanics — 1 — ISO, 2006. — 24 p.
- Potential energy. Wikipedia (англ.). 13 серпня 2023. Процитовано 12 вересня 2023.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет